Выбрасы радиоактивных веществ в атмосферу Газообразные выбросы АЭС Нормирование выбросов радиоактивных газов в атмосферу АЭС с реактором ВВЭР АЭС с быстрыми реакторами Химические свойства радиоактивных элементов
Рентгеновское излучение Ускорители элементарных частиц и ионов Реактор БИГР Атомные батареи в космосе Лекции по радиобиологии Загрязнение окружающей среды в результате ядерных взрывов

Химические свойства радиоактивных элементов

Химически уран очень активный металл. Быстро окисляясь на воздухе, он покрывается радужной пленкой оксида. Мелкий порошок урана самовоспламеняется на воздухе, он зажигается при температуре 150-175 °C, образуя U3O8. При 1000 °C уран соединяется с азотом, образуя желтый нитрид урана. Вода способна разъедать металл, медленно при низкой температуре, и быстро при высокой. Уран растворяется в соляной, азотной и других кислотах, образуя четырехвалентные соли, зато не взаимодействует с щелочами. Уран вытесняет водород из неорганических кислот и солевых растворов таких металлов как ртуть, серебро, медь, олово, платина и золото. При сильном встряхивании металлические частицы урана начинают светиться.

Конфигурация внешних электронов атома урана в основном состоянии 5i6d7s2. Энергия ионизации U°—»U+ равна 6,08 эв.

Особенности структуры электронных оболочек атома урана (наличие 5^электронов) и некоторые его физико-химические свойства служат основанием для отнесения урана к переходному ряду актинидов. Однако несомненна также химическая аналогия урана с элементами шестой побочной группы периодической системы (Cr, Mo, W). Уран отличается высокой химической активностью и реагирует со всеми элементами за исключением благородных газов. Уран образует соединения с валентностью 2, 3, 4, 5 и 6. Наиболее устойчивы как в твердом состоянии, так и в растворах соединения 4- и 6-валентного урана. Шестивалентные соединения включают в себя триоксид уранила UO3 и уранилхлорид урана UO2Cl2. Тетрахлорид урана UCl4 и диоксид урана UO2

примеры четырехвалентного урана. Вещества, содержащие четырехвалентный уран обычно нестабильны и обращаются в шестивалентные при длительном пребывании на воздухе. Ураниловые соли, такие как уранилхлорид распадаются в присутствии яркого света или органики.

В системе уран-кислород установлены шесть окислов: UO, UO2, U4O9, U3O8, UO3. Для них характерна широкая область гомогенности. UO2 - основной окисел, тогда как UO3 - амфотерна. UO3

взаимодействует с водой с образованием ряда гидратов, из них важнейшие - диурановая кислота H2U2O7 и урановая кислота H2UO4. Со щелочами UO3 образует соли этих кислот - уранаты. При растворении UO3 в кислотах образуются соли двухзарядного катиона уранила UO22+. С фтором уран реагирует при комнатной температуре. Стабильность высших галогенидов падает от фторидов к иодидам. UF6 (температура сублимации 56.5оС), используется для разделения урана, UF4 (т.пл. 1030оС), служит исходным соединением для производства урана.

В нейтральных и кислых растворах 6-валентный уран существует в виде UO22+- иона уранила, окрашенного в желтый цвет. К хорошо растворимым солям уранила относятся нитрат UO2(NO3)2, сульфат UO2SO4, хлорид UO2CI2, фторид UO2F2, ацетат UO2(CH3COO)2. Эти соли выделяются из растворов в виде кристаллогидратов с различным числом молекул воды. Среди малорастворимых солей уранила, имеющих значение в технологии, следует назвать оксалат UO2C2O4, фосфаты UO2HPO4 и UO2P2O4, уранилфосфат аммония UO2NH4PO4, уранилванадат натрия NaUO2VO4, ферроцианид (UO2)2[Fe(CN)6]. Для иона уранила характерна склонность к образованию комплексных соединений. Так известны комплексы с ионами фтора типа [UO2F3]-, [UO2F5]3-, [UO2F6]4-; нитратные комплексы [UO2(NO3)3]- и [UO2(NO3)4]2-; сернокислые комплексы [UO2(SO4)2]2- и [UO2(SO4)3]4-; карбонатные комплексы [UO2(CO3)3]4- и [U02(C03b(H20)2]2" и др. Известно большое число комплексных соединений уранила с жирными и ароматическими кислотами и рядом других классов органических соединений. При действии щелочей на растворы солей уранила выделяются труднорастворимые осадки диуранатов типа Me2U2O7 (моноуранаты Me2UO4 не выделяются из растворов, они получаются сплавлением окислов урана с щелочами). Известны полиуранаты, состав которых может быть выражен формулой Me2UnO3n+1 (например, Na2U6019).

Шестивалентный уран восстанавливается в кислых растворах до U4+ железом, цинком, алюминием, гидросульфитом натрия, амальгамой натрия (восстановление невозможно ни SO2, ни H2S.

Растворы окрашены в зеленый цвет Минералы - уранинит, урановые слюдки. Содержание U в руде незначительно. В отличие от U и U, из-за своей короткой жизни, этот изотоп образуется вследствие распада атомов U

Изотоп уран-233 с периодом полураспада 162000 лет не встречается в природе.

Его можно получить из тория-232, облучением нейтронами, на подобие производства плутония Короткий период полураспада у U делает его очень активным источником а-частиц

Нептуний, Np, - элемент с порядковым номером 93 - первый из искусственных заурановых элементов. Атомный вес 237. Назван в честь планеты Нептун. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 237Np (Т=2,14*106 лет).

Плутоний, элемент с порядковым номером 94, открыт Г.Сиборгом, Э.Макмилланом, Дж.Кеннеди и А. Уолхом (Ваалем, Wahl) в декабре 1940 в Беркли при бомбардировки мишени из урана-238 дейтронами, ускоренными на шестидесятидюймовом циклотроне до энергии 22 Мэв

Плутоний - химический элемент, относящийся к группе актиноидов. Атомный вес 244. Радиоактивен, известно 16 радиоактивных изотопов с массовыми числами от 232 до 246. Изотопный состав плутония в отработавшем топливе разных реакторов различен.


Космические ядерные аварии